تخمین ارتفاع غوطه‌وری جریان غلیظ با استفاده از مدل تلاطمی Re-Normalized Group

Abstract

جریان­های غلیظ هرگاه به یک توده سیال سبک­تر برخورد نمایند، یک ناحیه غوطه­وری را ایجاد می­کنند. با توجه به این‌که در ارتفاع غوطه‌وری مرز بین سیال غلیظ با سیال پیرامون در محل نقطه غوطه‌وری مشخص می‌گردد، برآورد این نقطه از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و همچنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه‌وری می­گذارند، بررسی شده است. برای نیل به اهداف این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران ساخته شد و آزمایش‌های مختلف در آن انجام گردید. در همه آزمایش‌ها ارتفاع غوطه­وری در دبی­های مختلف از سیال غلیظ و تفاوت دانسیته 6، 9، 13 و 16 گیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8، 12 و 16 درصد اندازه­گیری شد. سپس با استفاده از مدل Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود شبیه‌سازی شد. بررسی مقایسه­ای نشان داد که عمق غوطه‌وری برآورد شده با استفاده از Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG در مقایسه با داده­های مشاهداتی در آزمایشگاه از دقت مناسبی برخوردار می­باشند به گونه‌ای که به طور متوسط برای شیب 8 درصد مدل ریاضی حدود 14 درصد نتایج را بیشتر پیش‌بینی می‌نماید و این در حالی است که برای کلیه شیب‌ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG 5/10 درصد بیشتر از مقادیر اندازه‌گیری شده می‌باشد.